毕业设计（论文）-MG250581WD电牵引采煤机截割部传动设计

1、 毕业设计论文题目 MG250/581WD电牵引采煤机截割部传动设计学生所在校外学习中心 批次 层次 专业 机械制造及其自动化 学 号 学 生 指 导 教 师 起 止 日 期 摘 要,倾角小于20度煤质中硬以下的煤层。 该采煤机的电气设备符合矿用防爆规程要求，可在有瓦斯或煤尘爆炸危险的矿井中使用，并可在海拔不超过1000米，周围介质温度不超过40摄氏度，空气湿度不大于96%在25摄氏度时的情况下可靠地工作。MG250/581-WD型采煤机的截割电动机布置在摇臂上，采煤机分左电牵引部，电控箱，右电牵引部三大局部。通过液压螺母，螺栓联接合成一个整体，左右摇臂与左右电牵引部通过自身耳轴相连接。行走局

2、部独立布置于机身侧面，通过改变行走箱宽度可配套不同规格的输送机，采煤机调高油缸位于煤壁侧电牵引部下方外置，调高伐与集成块组合为一体，安装在泵箱前面电液控制。采煤机供水系统，供油系统，机间电缆均布置于机身后面，由后护板保护。端头按钮站可实现采煤机起停，牵引换向，调速，调高，输送机停止等功能。关键词：采煤机、瓦斯、变频调速目 录 TOC o 2-2 h z t 标题 1,1,标题 3,3 HYPERLINK l _Toc322547410 绪论 PAGEREF _Toc322547410 h 1 HYPERLINK l _Toc322547411 1 MG250/581-WD型采煤机的组成和和工作

3、原理 PAGEREF _Toc322547411 h 2 HYPERLINK l _Toc322547412 1.1 采煤机的的根本组成和工作原理 PAGEREF _Toc322547412 h 2 HYPERLINK l _Toc322547413 概述 PAGEREF _Toc322547413 h 2 HYPERLINK l _Toc322547414 技术特征 PAGEREF _Toc322547414 h 2 HYPERLINK l _Toc322547415 电牵引部 PAGEREF _Toc322547415 h 5 HYPERLINK l _Toc322547416 辅助液压系

4、统 PAGEREF _Toc322547416 h 6 HYPERLINK l _Toc322547417 辅助装置 PAGEREF _Toc322547417 h 8 HYPERLINK l _Toc322547418 2.1 采煤机电气局部 PAGEREF _Toc322547418 h 9 HYPERLINK l _Toc322547419 .1概述 PAGEREF _Toc322547419 h 9 HYPERLINK l _Toc322547420 电气局部 PAGEREF _Toc322547420 h 10 HYPERLINK l _Toc322547421 本安电路 PAGER

5、EF _Toc322547421 h 10 HYPERLINK l _Toc322547422 采煤机控制回路 PAGEREF _Toc322547422 h 11 HYPERLINK l _Toc322547423 采煤机保护 PAGEREF _Toc322547423 h 12 HYPERLINK l _Toc322547424 变频器工作原理 PAGEREF _Toc322547424 h 13 HYPERLINK l _Toc322547425 组成 PAGEREF _Toc322547425 h 14 HYPERLINK l _Toc322547426 2.2 无线电遥控系统 PAG

6、EREF _Toc322547426 h 18 HYPERLINK l _Toc322547427 2 MG250-581WD型采煤机截割部的设计 PAGEREF _Toc322547427 h 18 HYPERLINK l _Toc322547428 2.1 传动比和各轴转矩计算 PAGEREF _Toc322547428 h 18 HYPERLINK l _Toc322547429 传动比的计算 PAGEREF _Toc322547429 h 18 HYPERLINK l _Toc322547430 各轴转矩的计算 PAGEREF _Toc322547430 h 18 HYPERLINK

7、l _Toc322547431 2.2 齿轮的设计计算 PAGEREF _Toc322547431 h 20 HYPERLINK l _Toc322547432 确定齿轮类型 PAGEREF _Toc322547432 h 20 HYPERLINK l _Toc322547433 第一级圆柱齿轮的设计计算 PAGEREF _Toc322547433 h 29 HYPERLINK l _Toc322547434 第二级圆柱直齿轮设计计算 PAGEREF _Toc322547434 h 33 HYPERLINK l _Toc322547435 2.第三级圆柱直齿轮设计计算 PAGEREF _Toc

8、322547435 h 36 HYPERLINK l _Toc322547436 3 轴的设计计算 PAGEREF _Toc322547436 h 40 HYPERLINK l _Toc322547437 3.1 轴的设计概述 PAGEREF _Toc322547437 h 40 HYPERLINK l _Toc322547438 轴的分类 PAGEREF _Toc322547438 h 40 HYPERLINK l _Toc322547439 轴的材料 PAGEREF _Toc322547439 h 40 HYPERLINK l _Toc322547440 轴的设计的主要问题 PAGEREF

9、 _Toc322547440 h 41 HYPERLINK l _Toc322547441 3.2 轴的疲劳强度计算 PAGEREF _Toc322547441 h 41 HYPERLINK l _Toc322547442 一轴的设计计算 PAGEREF _Toc322547442 h 44 HYPERLINK l _Toc322547443 二轴的设计计算 PAGEREF _Toc322547443 h 47 HYPERLINK l _Toc322547444 三轴设计计算 PAGEREF _Toc322547444 h 49 HYPERLINK l _Toc322547445 3.6 四轴

10、设计计算 PAGEREF _Toc322547445 h 55 HYPERLINK l _Toc322547446 致谢 PAGEREF _Toc322547446 h 59 HYPERLINK l _Toc322547447 参考文献 PAGEREF _Toc322547447 h 59绪论在牵引部传动装置方面。电牵引采煤机较液压牵引采煤机具有良好的牵引特性，运动可靠、使用寿命长、反响灵敏、效率高、功率大、结构得意、机身长度缩短，有完善的检测和显示系统，可实现自动控制或摇控，并可实现无人工作面采煤，故大功率电牵引采煤机将成为我国今后采煤机开展主导。而液压牵引采煤机将向简化液压系统，提高液压元

11、件的使用寿命，增加液压系统的故障诊断功能，实现采煤机滚筒的自动调高等方向开展。牵引部行走机构将朝着适应煤层地质条件变化，振动小、耐磨损的无链牵引机构方向开展。在采煤机的工作机构方面。采煤机截割部螺旋滚筒的设计，如截齿的排列，几何参数、螺旋叶片数目等，到目前还没有公认的成熟理论，有待于不断地改良和开展。在机型方面。由于我国煤层的性质、构造、地质条件差异很大，研制特殊型采煤机，以适应大倾角、薄煤层、特厚煤层、特硬及夹矸煤层的需要，也是其开展方向之一。另外小煤矿需要的小机型、低价格、长寿命的采煤机也有一定的开展潜力。1 MG250/581-WD型采煤机的组成和和工作原理 采煤机的的根本组成和工作原理

12、概述MG250/581-WD型采煤机是一种多电机驱动，横向布置的的交流电牵引采煤机。其截割功率为2*250KW，调高功率为11KW，牵引功率为了2*35,倾角小于20度煤质中硬以下的煤层。该采煤机的电气设备符合矿用防爆规程要求，可在有瓦斯或煤尘爆炸危险的矿井中使用，并可在海拔不超过1000米，周围介质温度不超过40摄氏度，空气湿度不大于96%在25摄氏度时的情况下可靠地工作。MG250/581-WD型采煤机的截割电动机布置在摇臂上，采煤机分左右电牵引部，电控箱，右电牵引部三大局部。通过液压螺母，螺栓联接合成一个整体，左右摇臂与左右电牵引部通过自身耳轴相连接。行走局部独立布置于机身侧面，通过改变

13、行走箱宽度可配套不同规格的输送机，采煤机调高油缸位于煤壁侧电牵引部下方外置油缸，调高伐与集成块组合为一体，安装在泵箱前面，实现手动，电液控制，机外管路少。采煤机供水系统，供油系统，机间电缆均布置于机身后面，由后护板保护。端头按钮站可实现采煤机起停，牵引换向，调速，调高，输送机停止等功能。技术特征1.截割电机横向布置在摇臂上，摇臂和机身联接间无动力传递，取消了螺旋伞齿轮和结构复杂的通轴。2. 机身之间采用液压螺母和高强液压螺栓联接，简单可靠，拆卸方便。3. 截割电机，牵引电机，调高电机，过滤器等到主要元部件均可从机身的采空侧抽出。容易更换，维修方便。4. 行走箱为独立部件，分上下两局部，拆装方便

14、。配套不同槽宽的输送机只需改变行走箱宽度和煤壁。5. 整机弯摇臂结构，刚性好，通用性强。6. 系列化设计，适应性好。7.变频器，变压器控制局部等布置在电控箱内，牵引电机可得到优质供电机载式电牵引减少了一根传输电缆，可防止牵引电缆在拖移时损坏而造成变频器损坏。8.操作方便，可靠性高，事故率低，开机率高，可满足高产高效要求。、结构特征与工作原理摇臂减速器摇臂减速器主要由截割电动机、摇臂壳、一轴组件、二轴组件、三轴组件、四轴组件、五轴组件、行星减速器、内喷雾系统、冷却系统等组成。左右摇臂、善事器除壳体不同外，其余零组件完全相同，可互换使用。摇臂减速器直接由截割电动机驱动，经三级直齿轮传动和一级行星机

15、构传动，将动力传递到截割滚筒，实现了采煤机落煤和装煤作用。主要参数：总传动比：各级转速： 行星轮传动比为：输出转速：1.摇臂减速器有如下特点A摇臂回转采用小铰轴结构，没有机械传动，回转局部的磨损与摇臂内的齿轮啮合无关。B摇臂齿轮减速器都有简单的直齿轮传动，精度高，传动效率高。C行星传动内齿圈采用座入摇臂壳内结构，运转中不易松动。2.截割电动机为矿用隔爆型三相交流异步电动机，可用于环境温度小于40度，有甲烷或爆炸煤尘工作面，横向安装在采煤机摇臂上，采用实心轴传动结构，强度高，外壳采用水套冷却。3.左右截割电动机通用，接线喇叭口可以改变方向，方便电缆引入，拆装时，可以利用电动机联接法兰上的顶丝螺孔

16、顶出。4.使用时注意开机前检查冷却水的水量，先通水后起电动机，严禁断水使用。5.摇臂壳采用整体铸钢结构，外壳有焊接的冷却水套，用于冷却和内喷雾供水喷雾降尘。6.一轴组件由轴齿轮，轴承，端盖，骨架油封等组成，轴齿轮由轴承对称支承在轴承杯上，并通过渐开线花键与电动机输出轴相联接，轴承的轴向间隙应保持之间。7.二轴组件为惰轮轴组，主要由齿轮，心轴，轴承，距离套等组成，靠心轴与壳体台阶定位。8.三轴组件主要由齿轮，齿轮，轴承，花键轴，端盖等组成，渐开线花键轴由二个轴承支撑在箱体上，调整垫用来调整轴承的轴向间隙，保持在之间。9.四轴组件主要由齿轮，齿轮，轴承，端盖，距离套等组成，齿轮通过渐开线键套在轴齿

17、轮上，轴齿轮由二个轴承支撑在箱体上，调整垫用来轴承的轴向间隙，保持在之间。10.五轴组件为惰轮轴组，由齿轮，芯轴，轴承距离套等组成。靠距离垫与壳体台阶定位。11.大齿轮内孔为花键与太阳轮相连，两轴承内圈安装在大齿轮空心轴上，而外圈是安装在套杯上，轴承间隙应调整在之间。12.内喷雾供水装置由接头，水封，泄漏环，油封，轴承装置外壳，轴承，不锈钢送水管，O形圈，定位销，管座，高压软管等组成。13.不锈钢送水管插入靠煤壁侧管座时，管上的缺口对准座上的定位销，使送水管和滚筒轴行星架一起转动，靠内外两道O形密封圈密封。14.内喷雾水通过接头座与喷雾冷却系统的相应管路相通，经送水管，煤壁侧高压管与滚筒的内喷

18、雾供水口相接，进入滚筒水道。15.行星减速器为四个行星轮减速机构，主要由太阳轮，行星轮，内齿圈，行星架，支撑轴承，平面浮动轴封装置和方形联接套等组成。太阳轮的另一端与摇臂大齿轮的内花键相连，输入转矩，当太阳轮转动时，驱动行星轮沿本身轴线自转，同时又带动行星架绕其轴线转动，行星架通过花键和方形联接套相联，将输出转矩付给滚筒。16.行星齿轮传动用四个行星轮啮合的形式，结构紧凑，传动比大，传动可靠。考虑行星轮间均载，采用太阳轮浮动结构，传动过程中，自动调整四个行星轮使其均载，太阳轮浮动灵敏，反力矩小，浮动量通过与大齿轮相配合的外花键侧隙来保证。太阳轮与行星轮架有相对转速，因此太阳轮通过摇臂输入大齿轮

19、内花键上的挡圈轴向定位。行星架前端靠轴承支撑，此轴承两端面需控制轴向间隙后端靠另一轴承支撑。方形联接套可采用平面浮动油封装置，能适应行星机构的轴向窜动。电牵引部1.左电牵引部左电牵引部由左电牵引部壳体，牵引电机，牵一轴，牵二轴，牵三轴，牵四轴，制动器，行星减速器，液压制动器等组成。牵引电动机输出的转矩经三级直齿圆柱齿轮和一级行星齿轮减速器减速后，由行星架输出，通过行走轮相啮合，再由行走轮与工作面输送机上的销轨啮合，使采煤机来回行走，同时制动轴出轴通过花键与液压抽动器相连，实现电牵引部的制动。电牵引部的传动比：2.牵引电动机牵引电动机为隔爆型三相交流调速电动机，与变频调速装置配套作为采煤机的牵引

20、动力源，可适用于环境温度不小于40度，相对湿度不大于96%。在下井前，应仔细检查所有螺钉及其部件是否完好，出轴转动是否灵活，观察水道是否有无阻塞现象，测量其绝缘电阻，假设其值低于现定值，电机必须进行枯燥，开机前必须先通水，当断水或有其他异常声响时，必有立即进行停机检查，拆装时应特别注意部件的隔爆面，不得损伤。3.液压制动器液压制动器是由螺塞，外壳，碟形弹簧，活塞，园盘，压盘，外摩擦片，底座，花键套等组成，当采煤机在正常情况下工作时，由调高泵输送的压力油经集成块和制动电磁阀进入液压制动器的外接油口，活塞在油压下压紧碟形弹簧组，压盘与内外磨片脱离接触，液压制动器呈现自由空转状态，当电控系统发出自动

21、信号时，制动电磁阀断电复位，制动器内的油腔与油池联通，使得活塞在碟形弹簧的作用下推动压盘压紧内外摩擦片，产生自动转矩，花键套抱闸，起到制动采煤机的作用。当需要液压制动器安装在采煤机上时，将已组装或独立部件的液压抽动器拆开，注意应先将螺塞拧下，用M16*1.5的螺钉拆去使花键套与牵引减速箱制动轴发生传动关系后以次将各零件装入底座上，先将8个M12的螺钉拧上，最后再用4个M16*50螺钉固定在机壳上，去掉M16*1.5的螺栓拧上，螺塞，制动器装完后，应检查活塞的行程，在有油压和无油压时其行程应为.4.右电牵引部右电牵引部内部的传动系统与左电牵引部完全相同，所不同的是其内部还装有调高电动机，齿轮泵，

22、集成块，过滤器，压力表，制动电磁阀等元件，用于采煤机调高系统及液压制动器的动力来源。辅助液压系统1 .采煤机辅助液压系统包括调高回路和制动回路两局部。它由调高泵站，机外油管，左右调高油缸和液压制动器等组成。其中泵站布置在右牵引部内，液压制动器布置于左右电牵引部内，调高油缸布置于左右叫牵引部上。2.泵站由电机，双泵，过滤器，集成块，制动电磁阀，压力表，上下压溢流阀等组成。泵站后一个侧集成块，安装低压溢流阀，另一个安装电磁换向阀。3.调高回路的主要功能是使滚筒能按司机所需的位置工作。调高回路的动力由电动机提供。调高油缸调高阻力太大时，为防止系统回路油压过高，损坏油泵及附件在调高系统排油路设置一高压

23、溢流阀作为平安阀，调高压力为20MP。4.液压制动器回路的压力油由单泵提供动力，为保证液压制动器翻开，在制动回路设置一低溢流阀，调定压力为3MP，它由二位三通电磁阀，液压制动器，低压溢流阀及其管路等组成。制动电磁阀在后下侧集成块上，通过特定管路与安装在左右叫牵引部上的液压制动器相通。当需要采煤机行走时，制动电磁阀动作，压力油进入液压制动器，使牵引机构解锁，待以下正常牵引，当彩煤机停机或出现故障时，制动电磁阀失电复位，制动油腔压力油回油池，通过碟形弹簧压紧内外摩擦片，将其制动，采煤机停止牵引并防止下滑。当控制油压小城1。4MP时，液压制动器处于制动状态，大于1.4MP，液压制动器处于翻开状态。5

24、.两个中位机能H型电液动换向阀安装在两个手动换向阀上，与前外侧集成块集为一体，集成块内侧安装高压平安阀，单向阀。由端头按钮分别操作左右摇臂调高。也能中间操纵手动换向阀，托运换向，调高。当采煤机不需要调高时调高泵出口处压力油经换向阀中位回油池。6.调高电动机 该电动机为矿用隔爆型三相异步电动机，可适用环境低于40度，具有甲烷的工作面。7.调高油缸两只调高油缸设置在靠煤壁侧牵引部下方。油缸的缸体与摇臂的小支臂，活塞杆与牵引局部的别用销轴联接，以实现左右滚筒的调高。调高油缸由液力锁，缸体，活塞杆与牵引和活塞等组成。8.双泵该泵为CBK1020G/4F-A3FL双泵，结构简单，工作可靠。在辅助液压系统

25、中，单泵的出口侧均采用DBD型直动型溢流阀，调高平安阀选用DBDSIOK10/31型。额定压力20MPA，低压溢流阀选用DBDSK10/5型，额定压力3MPA，压力油从进油口进入阀座前腔，当作用在锥阀上的油压超过调定值时，锥阀芯被翻开溢流，这种直动溢流阀，结构简单，由于采用了阀芯尾部导向结构，阀芯开启平稳、复位可靠。9.过滤器在辅助液压系统中，设有过滤器一个，安装在右电牵引部泵站中，采用网式过滤，型号为1402200B，过滤精度为80mm，其流量为63L/min。10.压力表采煤机的工作过程中， 为了随时监视液压系统中的工作状况，因此在泵站中安装有上下压压力表，分别显示调高及控制油源的压力，为

26、防止表针剧烈振动而损坏，压力表，表座中有阻尼塞。11.液电换向阀本机设有两个液电换向阀，在采煤机两端头按钮箱上操纵按钮，两个的内部结构和性能完全一样。均为H型三位四通换向阀，阀中弹簧是使阀芯复位，此时无压力油进入油缸，用手控制接钮操作确定阀的工作位置，使压力油进入油缸，使其伸缩时-摇臂的升降。12.电磁阀本机选用24GDEYH6B-T2隔爆型电磁换向阀作为制动电磁阀。当采煤机启动时，制动电磁阀待电动作，压力油进入制动器克服弹簧力，内外摩擦片别离，牵引进入进行状态，当采煤机停止时，制动电磁阀断电复位，压力油回油池，制动器内外摩擦片贴紧，采煤机被制动。辅助装置1.拖缆装置拖缆装置由拖缆架，联接板，

27、销，电缆夹板等组成。当采煤机沿工作面运行时，拖曳并保护电缆和水管，使用电缆夹的目的是使拖曳力主要由电缆夹来承受，这样使电缆、水管受力磨损小，同时还能防砸及拖曳平稳且阻力小，在工作面刮板输送机电缆槽内可靠的来回拖动。拖缆装置固定在电控箱前面右上部，以使电缆能顺利进入电控箱，电缆和水管进入工作面后安装在工作面输送机的固定电缆槽内，在输送机的中点再进入电缆槽并装入电缆夹，故移动电缆和水管的长度为工作面的长度的一半略有多余。2.喷雾冷却系统采煤机工作时，滚筒在破煤和装煤过程中，会产生大量煤尘不仅降低了工作面的能见度，影响正常工作，而且对平安生产和工人健康也会产生严重影响，因此必须及时降尘，最大限度地降

28、低空气中含尘量，同时采煤机在工作时，各主要部件如水冷电机变频器，变压器，摇臂等，会产生很大热量，须及时进行冷却以保证工作面生产的顺利进行。喷雾冷却系统由水阀，水压继电器，平安阀，节流阀，喷嘴高压软管及有关联接伯组成，来自喷雾泵的水压由送水管经电缆槽，拖缆装置进入水阀，由水阀到机身后面的一个分配阀，分多路用于冷却截割电动机，牵引电机，调高电机，电控箱，内外喷雾降尘。3.机身连接装置左右电牵引部电控箱用M36*3和M42*2螺栓联接，摇臂与左右电牵引部铰接销轴四组，这些装置将采煤机各大部件联接成一个整体，起到紧固及连接的作用，尤其采用了高强螺栓和液压螺母联接方式，机器的紧固效果较普通螺栓联接大为提

29、高，减轻了工人劳动强度，这种联接方式简单、可靠。4.截割滚筒滚筒是采煤机工作机构，担负着破煤，装煤的作用，主要由滚筒体，截齿，齿座和喷嘴等组成。滚筒与摇臂行星减速器出轴采用方形联接套联接，联接可靠，装卸方便。滚筒采用焊接结构，三头螺旋叶片，设有内喷雾水道和喷嘴，压力水从喷嘴雾状喷出，直接喷向齿尖，以到达冷却截齿，降低煤尘和稀释瓦斯的目的，为延长螺旋叶片的使用寿命，在其出煤口处采用耐磨材料喷焊自理，滚筒以及截齿，喷嘴均属于易损件正确使用和维护滚筒对延长其工作寿命，提高截齿功率利用率是十分重要的。 采煤机电气局部概述本电气控制系统是为MG600、500型电牵引采煤机配套而专门研制的，分为电气控制系

30、统，变频调速系统和能耗制动系统三个局部。它采用了先进的PWM变频调速技术和PLC控制相组合，使采煤机控制操作方便可靠，调速范围广，牵引能力大，防滑能力强。主要用途及适用环境周围环境在此-10-+40度，25度时，周围空气的相对湿度，=96%；不存在腐蚀金属和破坏绝缘的气体；有沼气和煤尘的采煤工作面；海拔高度不超过2000m、气压80-110KPA。防爆型式；矿用隔爆兼本安型；防爆标志：EXDIB。本电气系统对采煤机进行以下操作，控制，保护及显示。1通过磁力启动器的远程控制，在采煤机上完成采煤机的启动和停止兼闭锁。2通过磁力启动器的远程控制，在采煤机上完成运输机的停止兼闭锁。3在采煤机上完成牵引

31、方向给定牵引速度的调节。4在遥控接收机兼两端头按钮站可完成牵引方向的自由转换及主停，摇臂升降，牵停，加减速操作。5采煤机左右截煤电机的恒功率自动控制过载保护，温度保护。6采煤机左右牵引电机过载保护。7采煤机牵引速度显示显示频率值；电控箱内温度，温度检测与显示：变频器状态与故障显示。8电气控制系统GOT显示，提示操作步骤，实时显示截煤，牵引电机的功率，电流，温度，采煤机设定速度，方向等工作参数以及故障信息。9遥控完成端头按钮站上的各项操作程序遥控为选用功能。采煤机电气系统原理图。电气局部 电控箱内的控制电源有AC220V、AC36V、AC28V、AC15V、AC22V五种。1AC220V：供温湿

32、检测仪、PLC； AC220V：经开关电源输出DC12V，向电流传感器和转换控制器供电：AC220V：为本安电源的输入电源：2AC36V： 供中间继电器及真空接触器；3AC15V：经桥式整流，滤波，稳压后，输出DC12V，向转换控制器供电；4AC28V：经桥式整流，滤波后输出DC24V向电磁阀供电。5本安电源盒，转换控制器，遥控接收机，遥控发射机，统称遥控系统，单独送审：本安电路21本采煤机电控系统中，无线电发射机，无线电接收机兼端头按钮站、转换控制器局部电路为本安电路。无线电接收机与电控箱连线长度=10米。检修时不得随意更改本安电路元器件规格、型号、参数。22本安电源输入电压：AC220V

33、、50HZ；额定功率：1.75W；输出电压：DC5V；最高开路电压：DC5。6V；输出电流：350mA；最大短路电流：370mA；23LYWF型无线电发射机额定电压：DC5V；电池节数：4节可充电镍氢电池额定电流：20mA额定电流：1800mA载频：440Hz；445Hz短路电流：1.2A 开路电压：5.6V频偏：=10KHz限流电阻：18*1/1W用硅橡胶胶封：胶封厚度=3mm24LYWS无线电接收机：额定电压：DC5V；额定电流：65mA载频：440Mz；445Mz频偏：=10KHz；25LYZH型转换控制器：本质平安侧额定电压：DC5V；本质平安侧额定电压流：10mA非本质平安侧额定电压

34、：DC12V；非本质平安侧额定电流：30mA输出触点容量：DC24V、2A；采煤机控制回路1芯线控制两根主电缆中五根控制芯线，分别接于接线腔中1X接线上的1、8、9、11号，用于采煤机启动，停止控制，运输机闭锁控制。其中远方二极管D1、D2、D3设在电控箱内，ZQ为主启按钮，ZT为主停按钮兼闭锁P为水压接点，N01、N02为隔离开关先导接点，t155度为牵引变压器热保护接点，YT为运停按钮闭锁。二路延时启动控制为Q12自动。采煤机保护电动机是采煤机的动力来源，为了充分利用截煤电机的功率，同时也不使电机超载而损坏，对截煤电机设置了恒功率保护。根据电机学公式，功率P正比于电流I。所以采用两个电流互

35、感器分别检测左右截煤电机的单相电流，就可以知道电机的负荷状况。电流互感器将检测到电流值送入PLC中进行比拟，当任一台电机超载P110%Pe时，PLC发出减速信号，采煤机牵引自动降速运行，直至电机退出超载区域。其中 P：截煤电机实际功率 Pe：截煤电机额定功率42重载反牵控制重载反牵功能的设置是为了使电机防止严重过载而损坏，当任一台截煤机的负荷P?120%Pe时，通过PLC的反牵定时电路，使采煤机以给定速度反牵引一段时间后3-8s再继续向前牵引。43截煤电机热保护在左右截煤电机绕内埋有Pt100热电阻，Pt100直接接入PLC、Pt100模块中，当任一台电机绕组温度到达135度时，电机降速30%

36、进行；到达155度时，PLC输出信号，将采煤机控制回路切断，使整机停电。44牵引电机过载保护采用两只电流互感器分别检测左右牵引电机的单相电流送至PLC中，进行比拟，得到欠载超载信号，当任一台电机的电流到达I110%Ie时，PLC发出减速信号，采煤机牵引自动降速运行，直到电机退出超载区。当牵引电机严重过载I130%Ie时，PLC输出控制信号，使牵引启动回路断开，停止牵引。45温湿保护在采煤机电控箱内设有KSWI型智能温湿检控仪，随机检测显示电控箱内的温度湿度状况。当箱内湿度值超过80%RH，或箱内温度超过35度时，预警指示灯亮；当电控箱内的相对湿度超过设定值时90%RH或箱内温度超过40度时，温

37、度检控仪的常闭接点RH断开，停止牵引。46失水保护在采煤机的冷却水供水回路中，接有ZSI型隔爆水压继电器以保证采煤机在正常工作中，各冷却部件有足够流量和压力的冷却水渡过，水压继电器常开接点P串接在采煤机的控制回路中，在冷却系统不供水或水压缺乏时，采煤机无法启车。47端头控制在采煤机的机头，机尾两端头，分别设有左右遥控接收机兼两端头按钮站，以方便司机对采煤机的操作。主要完成采煤机的主停，牵停，左牵，右牵，加速，减速，摇臂升降操作功能。48防滑保护本采煤机除装有机械防滑装置液压制动器外还装有能耗制动单元，它能将采煤机在大倾角工作面运行时或减速时间太短，牵引电机将向变频器的直流环节回馈能量，使中间直

38、流回路的电压值高于内部整定值，制动单元电路开始工作，经制动电阻释放变频器主回路能量，实现变频器的能耗制动。变频器工作原理变频器装置电气系统，380V/50Hz的供电电源经三相桥式整流电路整流成为直流电压，经过电容滤波，由微机控制的逆变桥输出频率，电压可变的交流电源，作为牵引电机的供电电源。 由交流电机异步电机的转速公式：其中：f定子供电电源频率 Hz p极对数常数 S转差率常数 n转速 r/min我们可以看出，在其它参数不变的情况下，电机的转速与电源的供电频率成正比，因此，通过改变电机定子供电频率的方法即可实现改变电机转速的目的。组成.2、电控箱电控箱布置于采煤机中间，为矿用隔爆兼本质平安型，

39、具有控制，操作显示，连分线等功能。电控由二个独立腔体组成，其一位于电控制箱右后侧为引入电缆，截煤电机，泵电机，牵引电机，遥控接收机，电磁阀等引入，引出的接线腔，有八个七芯控制接线柱，分别为1X、2X、3X、4X、5X、6X、7X、8X。二十四个动力接线柱，另一腔为遥控腔，装有一台隔离开关，电源，PLC控制器，GOT显示器，转换控制器，一台变频器，二套制动单元，真空接触器等元件，动力变压器。本采煤机的二根主电缆由正面引入，其余的截煤电缆，牵引电缆，泵电缆，控制电缆均由电控制箱煤壁侧引出，并由加强护板罩住。电控箱上部设有三个防爆盖板，以方便器件安装和接线，并设有密封盖板，防止水流入电控箱中。电控箱

40、老塘侧，设三个剪盖板，以方便各器件的安装，接线，检测及显示。2隔离开关隔离开关接于采煤机的主回路，采煤机检修时翻开隔离开关，确保人身平安。在开关轴侧有一行程开关来控制磁力启动器的控制回路以保证隔离开关不带电操作，先合闸，后送电；先断电，后分闸。隔离开关型号为GM2-400二台。3.电流互感器用于检测截煤电机牵引电机电流，布置在控制腔内，型号为CE-IJ03-150/4-20mA、CE-IJ03-300/4-20mA。4.行程开关行程开关共有14个，分别对应控制腔前盖板上的按钮，用于完成对采煤机的主启，主停，牵合断，左牵，牵停，右牵，加速，减速，上下速转换，复位，运停，控制功能，型号为LX-19

41、K。5.遥控接收机兼端头按钮站遥控接收机装在端头按钮站内，在离采煤机一定范围内，用左右发射机分别控制左右摇臂的升降，并共同控制牵引方向，牵引速度，牵停，主停。遥控发射机，遥控接收机，转换控制器，本质平安电源，统称无线电遥控系统，为矿用本质平安型。本安接线端子为独立端子，本安连线用兰色导线；西安接线端子没有“ib标志，本安线缆为独立线缆，不得与非本安线缆共用。6.控制电源电源主要由控制变压器，高压熔断器，低压熔断器组成，向各控制单元供电。A变压器T1输入电压：AC1140V；输出电压：AC220V、2A；AC15V、2A；AC28V、8A；AC36V、4A；AC22V、2A。高压熔断器：5A/1

42、140V 1只低压熔断器；RT14-20、6A/400V 5只 RT14-20、10A/400V 1只变压器T1向所有控制电路供电。7.显示器显示器安装在老塘侧，分别显示系统的各种工作参数的状态。GOT1显示；显示操作系统的工作状态及参数。8.PLC控制 PLC控制器安装在电控制箱内部，其主要由PLC主机，A/D转换模块，D/A转换模块，PT100模块，GOT显示器组成。PLC：主要完成各电机的功率，温度和保护：变频器牵引方向，速度的给定：摇臂升降等操作功能，牵引速度的调节。GOT：显示操作系统的操作步骤及截煤牵引电机的工作参数。9.温湿控制仪KSWI 型智能温湿度控制仪，主要用于检测电控腔骨

43、的温度，当腔内温度达35度或湿度值达80%RH时，控制仪预警，其面板上一发光二极管闪亮；当腔内温度到达40度或湿度达90%RH时，控制仪一常闭点翻开，变频器停止工作。10.动力变压器动力变压器是给变压器提供电源。其原边A、B、C输入为1140V，接于隔离开关GK2的输出端，副边a、b、c输出为380V，为变频器提供输入电源。变压器腔为四面水冷的隔爆腔体，内覆灰色耐弧绝缘漆，变压器在运行过程中产生的热量通过腔内空气传递到外壳，热量由外壳内的冷却水带走。11.变频调速系统12.用途及技术参数本变频调速系统位于电控箱内，作为采煤机控制牵引部电机的变频调速驱动装置。其主要技术参数：额定输出功率：80K

44、W 额定电压：MAX 380V 额定电流：152A输出频率：5-60HZ-80HZ 控制方式：V/F控制5-50HZ、V/F恒定50-84HZ、V=MAX过载能力：150% 60S保护功能：过流，过压，过载，过热，参数，错误，输出短路等13. 变频器变频器，制动单元，真空接触器，直流电抗器，安装在电控箱内。变频器安装在6个既有强度又有弹性的减震器上，且有一定的抗震性和冲击性。该腔为三面水冷的隔爆腔体，变频器在运行过程中产生的热量由4个风扇强迫导流，经空气将热量传递到外壳，热量由外壳内的冷却水带走，其输入电源来自动力变压器的输出，其输出经穿墙接线柱与接线腔相连。变频器核心电路主要由主回路，驱动板

45、，显示及控制盘组成。主回路本变频器为交直交变频器，来自牵引动力变压器的380V、50HZ交流电源，经真空交流接触器MC送入变频吕输出入端R、S、T，首先由大功率组成的桥式整流电路整流，经过阻容保护电路，平波电抗器，以及直流接触器触点并联的限流电阻向滤波电容充电，充电开始时，由于电流较大，所以首先经限流电阻向电容充电，当电流小到一定值时，直流接触器吸合，并将限流电阻短接，此时电路建立起稳定的直流电压，然后经过逆变电路，将直流电变为变频电压的交流电，逆变电路的核心元件为IGBT双极型绝缘栅晶体管，共九个IGBT管，三个一组并联组成桥式电路，每个IGBT管包含两个IGBT单元组成上下桥臂，另外还有为

46、保护IGBT管而设置的阻容吸收电路、均衡电路及限流电路，IGBT管工作于开关状态，其导通与关断由驱动信号控制，驱动信号由主控板形成，经驱动板放大后到IGBT的门极，控制IGBT的导通与关断。主控板主控板也是微机板，它是变频器的心脏，各种信息的处理以及指令的传递，都是由它来完成。IGBT管的驱动信号也是由它产生的。驱动板主要用于放大由主控板产生的驱动信号。显示及控制盘显示器正常时显示输出频率，输出电流等运行参数及设置参数，故障时显示故障信息。控制盘上有很多控制键，主要用于变频器运行参数设定以及对变频器实施近控制操作。变频器外围电路外围电路是指为完成变频器操作而设置的控制及保护电路。主要为温湿度检

47、控仪。温湿度检测仪为KSWI型智能温湿控制仪，可任意设置温湿度动作点，并且随时显示变频器内的温湿度值。主要是为了检测变频控制腔内的温湿度状况，保护变频器在适合的环境下运行。当腔内温湿度达临界值，温湿度指示灯亮，当腔内温度达上限值时，串接在方向启动回路的常闭接点RH翻开变频器停止运行，要求检修腔内的温湿度状况。14.能耗制动单元1主要参数电压范围：380-460V额定功率：80KW制动转矩：100%-15S制动电阻：6.8欧姆2000W*42系统简介该制动单元与变频器安装在同一腔内，制动电阻设置在单独的制动电阻箱体内，其通过电缆进入电控接线腔内，通过穿墙端子与制动模块的F1、P、F2相连接。当采

48、煤机沿倾角大的工作面下行而滑动时或减速时间太短时，牵引电机瞬时工作在发电状态，电机能量通过回馈二极管回馈给变频器中间直流回路，当电压值高于内部整定值时，制动模块开始工作，将变频器中间直流环节积蓄的能量通过电阻放掉，电动机工作在制动状态，有效地抑制机器下滑。同时，电机回馈能量的放掉，有效地保护了变频器正常工作。2.2 无线电遥控系统无线电遥控系统为矿用本质平安型，主要由遥控发射机遥控接收机兼端头按钮站，转换控制器，本质平安电源组成。电控箱与无线电遥控系统共同组成矿用隔爆兼本质平安防爆结构。2 MG250-581WD型采煤机截割部的设计 传动比和各轴转矩计算传动比的计算.1、总传动比的计算 i=.

49、2传动比的分配1总传动比的一般分配原那么:相关资料推荐如下圆柱齿轮传动7级精度稀油润滑 效率0.98 单级传动比：最大10 常用3-5由于传动级数较多，为了使各齿轮分配适当，经过参考数据及反复验算各级的传动比分配如下: 各轴转矩的计算.1、传动装置的运动和动力参数计算1各轴转速的计算: 各轴的输入功率计算: 其中连轴器效率 轴承效率 圆柱齿传动效率 3各轴的输入转矩 齿轮的设计计算确定齿轮类型齿轮传动是应用最广泛的一种机械传动方式。按其结构特点可分为：用于平行轴之间的直齿圆柱齿轮传动，斜齿圆柱齿轮传动和人字齿轮传动；用于相交两轴之间的直齿，斜齿，曲齿锥齿轮传动；用于交错轴之间的斜齿圆柱齿轮传动

50、和双曲面齿轮传动。在这里我们选用直齿圆柱齿轮传动。1圆柱齿轮的根本参数、几何计算和精度选择。11圆柱齿轮的根本参数直齿圆柱齿轮的根本参数有齿数z，模数m,齿轮宽b,变位系数x,分度圆压力角a，齿顶高系数ha*,顶隙系数c*,斜齿圆柱齿轮多一个参数，即螺旋角。在动力传动中一般采用分度圆压力角a=20,齿顶高系数h-2mm.动力传动齿轮设计一般是按传动要求和强度条件确定齿数z,模数m,齿宽b,螺旋角，变位系数x,其他尺寸由公式求得。12渐开线圆柱齿轮精度选择。渐开线圆柱齿轮精度标准GB/T 10095-1988和渐开线锥齿轮精度标准GB/T11365-1989规定了12个精度等级，其中1级最高，1

51、2级最低。按齿轮传动的性能，精度要求分为三个组：第组公差，第组公差，第组公差，各公差组分别主要反映运动精度，运动平稳性和承载能力方面的要求。标准还规定了齿坏公差，齿轮侧隙等系数。一般动力传动的公差等级，要根据传动用途，平稳性要求，节圆圆周速度，载荷，运动精度要求等确定。一般情况是按节圆圆周速度，首先确定第组公差的精度等级。也可考虑加工方法，应用范围等选定齿轮精度。13齿轮传动的失效方式、材料的热处理齿轮传动的失效主要发生在轮齿，而轮毂，轮辐失效很少，轮毂和轮辐局部的尺寸一般情况下按经验设计。根据实际情况的统计，常见的齿轮轮齿失效方式有5种，可以归纳为轮齿整体失效如弯曲折断和齿面失效两大类。齿面

52、失效的主要形式有点蚀，胶合，磨损，塑性变形。14齿轮材料和热处理1对齿轮材料的要求。考虑齿轮的失效主要以生在齿面黄和齿根，因此对齿轮材料的根本要求是：齿面要有一定的硬度，轮齿有足够的强度和韧性。此外，还应该考虑机械加工和热处理的工艺性，以及经常性要求。2常用齿轮材料和热处理制造齿轮最常用的材料是钢，其次是铸铁，还有各种塑料。1钢 钢材的强度的韧性好，耐冲击，是应用最广泛的齿轮材料。多数情况下，钢材要经过热处理和外表处理，以提高其性能。钢材有锻钢包括扎制钢和铸钢两大类。1锻钢 锻钢的力学性能比铸钢好，因此是首先选择的齿轮材料。软齿面齿轮 齿面硬度350HBS的齿轮称为软齿面齿轮。常用材料有45、

53、40Cr,38SiMnMo等。热处理方法一般是调质或正火正常化处理。可以在热处理以后切齿，加式比拟容易，生产效率高，易于跑合，不需磨齿等设备。但承载能力较低，齿轮传动尺寸大，齿轮精度一般为8级，精密切齿可达7级。软齿面齿轮用于尺寸紧凑性和精度要求不高，载荷和速度一般或较低的情况。一对齿面齿轮啮合时，小齿轮的啮合次数多于大齿轮，因而小齿轮容易磨损，为了使大小齿轮寿命比拟接近，应使小齿轮硬度高于大齿轮30-50HBS。硬齿面齿轮 齿面硬度350HBS的齿轮称为硬齿面齿轮。对于高速，重载，要求尺寸紧凑的机械传动装置，齿面应有高硬度可达58-65HRC，这类齿轮的强度和精度一般较高。齿轮毛坯经过正火或

54、调质以后切齿，再经外表硬化处理以提高硬度，硬化处理以后一般要经过磨齿等精加工，精度可达5级或4级。常用的硬化处理方法有：1整体淬火 齿轮整体淬火后再低温回火，由于整体淬火引起轮齿的变形比拟大，所以往往需要经过磨齿等精加工。常用材料有40Cr。这种热处理方法心部韧性缺乏，不适用于承受冲击载荷的齿轮。2外表淬火 用于受中等冲击载荷的齿轮。中小尺寸的齿轮采用高频或中频感应电流加热淬火，大尺寸齿轮可采用火焰淬火，火焰淬火比拟简便，但齿面硬度不太均匀。外表淬火只对轮齿外表加热，淬火后轮齿变形不大，因而不需要磨齿。这类齿轮常用中碳钢如45,40Cr,40CrNi等。3渗碳淬火 受冲击很大的齿轮常需进行渗碳

55、淬火。渗碳淬火齿轮的材料用低碳钢或低碳合金钢，如20,20Cr,20CrMnTi等。渗碳淬火后轮齿变形大，要求精度高，应进行磨齿。4渗氮 齿面经渗氮氮化处理后，可以得到很高的齿面硬度，渗氮轮齿变形小，不需磨齿，但渗氮层很薄，且容易压碎，所以不适用于受冲击载荷有严重磨损的场合。常用的氮化钢有38CrMoAlA等。5碳氮共渗 以称为氰化。处理时间短，变形较小，但硬化层薄，氰化物有剧毒。2铸钢 铸钢用于制造要求有较高力学性能的大齿轮，要经过正火或退火处理。灰铸铁的抗弯强度，抗拉强度，耐冲击，耐磨损性能都比拟差，但抗胶合和点蚀的能力较强，加工较易。在开式齿轮传动中，灰铸铁内的石墨可以起自润滑作用。灰铸

56、铁常用于低速、载荷较轻且平稳的开式齿轮传动中。球墨铸铁的耐冲击性能比灰铸铁高得多，在齿轮传动中得到日益广泛的应用。有色金属如铜合金，铝合金只在特殊要求情况下作齿轮传动材料。3非金属材料非金属材料如夹布胶木，尼龙等用于载荷轻，速度低，要求噪声小的场合。由于非金属材料的耐热性和导热性差，在一对互相啮合的齿轮中，一个用非金属材料，另一个用钢或铸铁制造，以利于散热。15圆柱齿轮计算载荷151名义载荷根据齿轮传递的名义功率PKW、转速n(r/min)计算得到齿轮齿轮传动的名义转矩TN*mm:由名义转矩求出与齿轮分度圆d相切的圆周力切向力FtN： 152计算载荷考虑原动机和工作机的不平稳，轮齿啮合时产生的

57、动载荷，载荷沿齿面接触线分布不均匀。及载荷在同时啮合齿对间分布不均匀等因素对齿轮强度的不利影响，应对名义载荷乘以载荷系数K： 式中：KA使用系数； KV动载系数； K齿向载荷分布系数； K齿间载荷分配系数。1使用系数KA用以考虑齿轮外部工作条件产生的动载荷。它决定于原动机和工作机的性能，联轴器的缓冲能力等因素，它应该通过精密测量或对传动系统有关因素全面计算求得。2动载系数KVKV考虑由齿轮副本身的啮合误差引起的内部动载荷，其数值等于实际齿轮副啮合时的最大作用力与纯由外加载荷产生的作用力之比。齿轮加工和载荷引起的轮齿变形产生的基节误差，齿形误差都会造成从动轮转速变化，并因而产生动载荷。所以，KV

58、决定于齿轮制造精度及圆周速度。3齿向载荷分布系数KK为考虑沿齿宽方向载荷分布不均匀对齿轮强度影响的系数，4齿间载荷分布系数KK为考虑同时啮合的各对轮齿之间载荷分配不均匀的影响系数。齿轮精度越低，那么齿间载荷分配不均匀越严重。齿轮硬度高那么跑合以减轻载荷分配不均匀的效果较差，K较大。而齿轮载荷大单位齿宽受力KAFt/b大，那么由于轮齿变形较大而使各齿之间受力不均匀现象有所减轻，K较小。16直齿圆柱齿轮受力分析和强度计算闭式齿轮失效的主要形式是齿面点蚀和齿根疲劳折断，因此应进行齿面接触疲劳和齿根弯曲疲劳强度计算。161直齿圆柱齿轮受力分析。在分析齿轮传动受力时，用齿宽中点的集中力代替沿齿宽的分布力

59、，并忽略摩擦力。轮齿间的作用力是沿着啮合线作用在齿面上的，此力的方向即为齿面在该点的法线方向，因而称为法向力Fn。为了明确力的作用效果，分度圆上法向力Fn常分解为切于分度圆的圆周力Ft切向力和指向轴心和径向力Fr。计算公式如下：圆周力：径向力：法向力：式中：d1,d2小齿轮和大齿轮的分度圆直径。分度圆压力角。T1，T2小齿轮和大齿轮的名义转矩。162直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度计算。因为齿接触疲劳首先发生在节点附近，为了防止接触疲劳失效，可采用控制节点接触应力的方法，即令齿面节点的接触应力H小于或等于许用齿面接触应力H，用公式表示： 上式称为齿轮接触疲劳强度的计算准那么。两平行圆柱体之间的接触

60、应力计算公式为：式中：E1，E2圆柱体1及圆柱体2材料的弹性模量； 1，2圆柱体1及圆柱体2材料的泊松比； v两圆柱体的当量曲率半径，“+号用于外接触，“-号用于内接触；1，2圆柱体1及圆柱体2材料的曲率半径；F/L作用在圆柱体单位接触线长度上的法向力。假设d,a分别为齿轮的节圆圆直径和啮合角，那么两齿廓在节点处的曲率半径为：，代入v公式可得： 式中：，u为大齿轮与小齿轮齿数之比，所以u，即。传动比i为主动齿轮与从动齿轮转速之比，对减速传动u=I,对增速传动u=1/i.，代入上式得式中F为齿轮传动的法向力接触线长度：，Z为考虑重合度系数，当大小齿轮都用钢制造时，上式为直齿圆柱齿轮传动校核计算公